CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS DE LAS PLANTAS

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1 TEMA 11. HISTOLOGIA VEGETAL 1. Diferencias plantas-animales 2. Principales tejidos vegetales 3. El ciclo de las plantas 1. Diferencias células animales y vegetales La célula vegetal tiene pared celular, cloroplastos (además de mitocondrias), una vacuola central y plasmodesmos (canales de comunicación) Lo más importante es que carece de centriolos. CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS DE LAS PLANTAS à Estamos ante un organismo con metabolismo autótrofo, esto hace que las células tengan una mayor independencia metabólica. Todas las células de la hoja van a fotosintetizar y van a tener energía. à La pared celular impide la movilidad de la célula. No tendremos sistema circulatorio ni locomotor. Tendremos un transporte de xilema y floema. Estos dos hechos determinan que hablemos de arquitectura modular (formado por módulos) Presentan una menor homeostasis: los animales en cambio podemos contener la temperatura. Las plantas tienen menor especialización celular y mayor totipotencialidad, a partir del tallo se puede formar las raíces. Otra característica es que tiene un crecimiento ilimitado. MENOR DIFERENCIACIÓN EN LOS TEJIDOS VEGETALES Los embriones de los animales constituyen un adulto en miniatura, con todos sus órganos preformados En cambio, en las plantas el embrión está menos diferenciado, son rudimentos de hojas, raíz Es un tejido meristemático con características especiales.

2 2. Principales tejidos vegetales Homogéneos (un solo tipo celular): - Meristemos: son las células madre que darán lugar a las demás células. Tienen un crecimiento ilimitado (primario- longitud y secundario- grosor) - Dérmicos: son tejidos protectores o de recubrimiento que se encuentran en la superficie de la planta. Epidermis y Peridermis. - Fundamentales: son tejidos de relleno. Parénquima, esclerénquima y colénquima. Heterogéneos (varios tipos celulares): - Vasculares o conductores: se encuentran formando cordones interiores. Xilema y floema. TEJIDOS DIFERENCIADOS Tenemos pocos tipos celulares especializados. Hay un factor determinante en la evolución de las plantas: la adaptación al medio terrestre con la limitación de agua. Tipos: A) Tejido vascular: FLOEMA Y XILEMA - Conducción de agua y solutos - Soporte B) Tejido dermal: TEJIDOS DE PROTECCIÓN (SECRETORES) - Función protectora - Toma de agua e iones en raíces - Intercambio gaseoso en partes aéreas C) Tejido fundamental: PARÉNQUIMA, COLÉNQUIMA, ESCLERÉNQUIMA - Relleno - Soporte - Metabolismo y reserva

3 LA PARED CELULAR Tienen 3 capas sintetizadas en este orden: - Lámina media: formada por pectinas - Pared primaria: celulosa Está formada por fibrillas de celulosa desordenadas y confiere elasticidad. Está presente en células vivas. - Pared secundaria: celulosa Está formada por fibrillas de celulosa ordenadas y confiere gran rigidez. Está presente en células muertas. Se produce lignificación. Pared primaria: células que crecen Se encuentra en - Células meristemáticas - Células epidérmicas - Parénquima - Colénquima - Floema Pared secundaria: células con crecimiento secundario Se encuentra en - Células del xilema (madera o leño) - Esclerénquima - Peridermis *nota: La lamina media y primaria está presente en todas las células, sin embargo, la pared secundaria sólo la encontramos en algunas. Recordar que la lámina media está formada por pectinas mayoritariamente. Lignina: polímero inerte de alcoholes aromáticos. Generalmente en paredes secundarias. Aporta fuerza y rigidez, impermeabiliza y protege contra agentes químicos, físicos y biológicos. - Las paredes secundarias son indigeribles por los animales (con algunas excepciones) - La lignina es de gran importancia biotecnológica. - Con frecuencia, las células con mucha lignina en su pared mueren.

4 MERISTEMOS Son las células madre que darán lugar a las demás células Forman tejidos compactos, con gran tasa de división celular Producen divisiones asincrónicas à Crecimiento permanente de las plantas à Establecen los patrones de desarrollo del órgano y de la planta * Por ejemplo, el patrón de disposición de los meristemos ha sido fundamental en la evolución del maíz. TIPOS DE MERISTEMOS SEGÚN SU ORIGEN Meristemos primarios Meristemos secundarios - Provienen directamente del embrión - Se producen por la desdiferenciación - En todas las plantas de células de tipo parénquima - En los ápices - En plantas con crecimiento secundario - Crecimiento en longitud - Posición interior - Crecimiento en grosor TIPOS DE MERISTEMOS SEGÚN SU LOCALIZACIÓN MERISTEMOS PRIMARIOS (APICALES) Tenemos dos zonas. Los iniciales, que todavía no están diferenciados, y los subyacentes. Dentro de los subyacentes tendremos la protodermis, el procambium y el meristemo fundamental. El meristemo fundamental va a dar lugar a los tejido de relleno. El inicial da lugar al primario.

5 Tendremos 3 zonas. En la punta tendremos la zona de división. En la zona de elongación tendremos meristemos primarios. Hay poca división. Tendremos una zona periférica al exterior del tallo y una zona modular, zona central del tallo. En la estructura de capas nos encontramos: - Divisiones anticlinales, que darán lugar a protodermis y esta a epidermis - Divisiones anticlinales, que darán lugar al meristemo central y a la corteza. MERISTEMOS SECUNDARIOS (LATERALES) Los tendremos en las plantas con crecimiento secundario (son los responsables del crecimiento en grosor) CAMBIUM VASCULAR: - Es un meristemo lateral con forma de anillos. - Presenta periodos de actividad estacionales. - Es el origen del floema secundario (que crece hacia el exterior) y del xilema secundario (que crece hacia el interior) CAMBIUM SUBERÓGENO O FELÓGENO - Es un meristemo secundario originado bajo la epidermis. - A partir del felógeno se forman el súber o felema (hacia el exterior) y la felodermis (hacia el interior) Suber o felema: formado por células muertas con paredes compuestas por suberina Felodermis: formada por capas de células perenquimáticas - El conjunto súber o flema-felógeno-felodermis constituye la Peridermis. - El felógeno se forma a partir de células meristemáticas que comienzan a experimentar divisiones periclinales desiguales. TEJIDOS DÉRMICOS 2 tipos según su origen: CRECIMIENTO PRIMARIO Epidermis (de la protodermis) CRECIMIENTO SECUNDARIO Peridermis (del felógeno) à bajo la epidermis

6 EPIDERMIS: Es una capa protectora de la mayoría de órganos. Se encuentra monoestratificada. Está formada en el crecimiento primario. El origen de la epidermis se denomina protodermis. Siguiendo la localización se encuentra en tejidos de protección de tallos, hojas, raíces, flores, frutos y semillas. Se encuentra en toda la planta menos donde están los meristemos apicales y la caliptra (cofia). Tipos celulares en la epidermis: - Células epidérmicas generales - Células oclusivas o de la guarda (estomas) - Pelos absorbentes (tricoblastos) - Tricomas CÉLULAS EPIDERMICAS Unidas muy estrechamente Sin cloroplastos LA PARED EN LAS CÉLULAS EPIDÉRMICAS Pared celular primaria Es un área periclinal externa engrosada con sustancias lipídicas impermeables. Qué sustancias? - Cutícula de curina y ceras (parte aérea) - Suberina (raíces) Función: Protección contra: - pérdida o exceso de agua - insectos fitófagos y patógenos - radiación ultravioleta ESTOMAS Aberturas de la epidermis (permiten la comunicación entre el medio interno y el externo) Cambios de turgencia provocan apertura/ cierre Función: - Control del intercambio gaseosoà regulan la tasa de fotosíntesis/ respiración - Control de balance hídrico TRICOMAS/ PELOS Función: - Protección (contra agentes físicos, animales ) - Secreción - Absorción

7 TEJIDOS DEL SISTEMA FUNDAMENTAL PARÉNQUIMA Tejido que está en medio Tejido vegetal esponjoso de las células vivas poco diferenciadas que rellena los intersticios dejados por los vasos. Pared primaria delgada Tienen cierta capacidad de división (capacidad de desdiferenciación: pueden dar lugar a células meristemáticas totipotentes y transformarse al resto de las células, a diferentes estructuras) Función: La función fundamental es de relleno, aunque tiene funciones asociadas, realizan la fotosíntesis, capaz de reservar sustancias (incluidos agua y aire) y en la elaboración de sustancias *el parénquima clorofílico o clorénquima está especializado en la fotosíntesis y se encuentra en células con cloroplastos. Este parénquima se encuentra en las hojas y en las partes verdes de la planta, bajo la epidermis y en el córtex de los tallos verdes. COLÉNQUIMA Tejido vegetal característico de células vivas con pared primaria Pared celular muy gruesa: - gran cantidad de pectinas y celulosa - sin lignina Se encuentra en la periferia de órganos en crecimiento o en herbáceas Sólo hay un tipo celular y el origen es del meristemo fundamental. Son células vivas con capacidad de desdiferenciación. Su engrosamiento es desigual, lo que confiere resistencia y flexibilidad. Función: soporte ESCLERÉNQUIMA Tejido vegetal característico de células muertas con pared secundaria muy engrosada. Se encuentra en el centro en fibras asociadas a tejidos a tejidos vasculares, en esclereidas en frutos y en la cubierta de semillas. El origen es diverso: por diferentes meristemos primarios o secundarios o por diferenciación de colénquima Es mas abundante que el colénquima, en órganos adultos, se reparte por toda la planta: crecimiento primario o secundario; mas abundante en tallos y hojas. Función: soporte Tenemos varios tipos: se diferencian en la forma de las células 1) Esclereidas: - Son células cortas. - Función: soporte y protección de las partes más blandas (frutos, semillas, algunas hojas) 2) Fibras: - Son células más largas y estrechas - Tiene una cierta similitud con las traqueidas del xilema (podrían tener una relación evolutiva). - Función: sostén - Son más abundantes: se encuentran asociadas a haces vasculares - Importancia económica

8 TEJIDOS VASCULARES Son tejidos complejos y heterogéneos, formados por distintos tipos celulares. Hay dos tipos con diferente funcionalidad: - Xilema: transporta la sabia bruta de la raíz a las hojas por los vasos leñosos (ascendente) - Floema: va de las hojas a los lugares de almacén y uso. Transporta sustancias elaboradas (sabia elaborada) y forman los vasos liberianos. Estos tejidos están asociados formando los haces liberoleñosos. CÉLULAS VASCULARES: CARACTERÍSTICAS GENERALES Se adaptan al medio terrestre para transportar agua y sustancias. Forman tubos alargados con paredes oblicuas y con elementos fusionados, que se van a comunicar por elementos de comunicación de célula a célula. XILEMA ELEMENTOS CELULARES DEL XILEMA ELEMENTOS CONDUCTORES DEL XILEMA Son células alargadas, muertas en su madurez. Tienen una pared secundaria gruesa y lignificada con función de soporte y de resistencia ante el aplastamiento (colapso) Tienen punteaduras Va a haber de dos tipos, los más evolucionados que son las tráqueas y las menos evolucionados las traqueidas: Traqueidas - Son células individuales alargadas. - Tienen una pared lateral con punteaduras. - Sin perforaciones. - Presentes en todas las plantas vasculares Tráqueas (elementos de los vasos) - Son más anchos y cortos - Tienen una pared lateral con punteaduras y una pared terminal con perforaciones - Sólo presentes en angiospermas

9 FLOEMA ELEMENTOS CELULALES DEL FLOEMA ELEMENTOS CRIBOSOS Son elementos muy especializados, con protoplastos modificados (vivos) y con pared celular primaria. Hay dos tipos: Células cribosas: Miembros de tubos cribosos: - Menos evolucionadas - Más evolucionados - Presentes en gimnospermas y pteridofitas - En angiospermas - Sólo tienen áreas cribosas - Con áreas y placas cribosas COMUNICACIONES DE LOS TUBOS CRIBOSOS Áreas cribosas: - Laterales, con células acompañantes - Sirven para la carga y descarga Placas cribosas: - Terminales, otro tubos - Sirven para la conducción

10 3. El ciclo de las plantas MEIOSIS EN ESPORAS División celular en la que se forman esporas (esporogénesis) - Los gametos son formados por mitosis - El esporofito tiene dotación 2n y el gametofito n ALTERNANCIA DE GENERACIONES ANDROCEO (ESTAMBRE) Está formado por un filamento y una antera. La antera es la parte fértil. Está formado por: - Sacos polínicos: son 4, en cuyo interior tenemos los microesporangios, donde se produce el polen. - Tecas: son dos sacos polínicos Función: realiza la microesporogénesis y microgametogénesis MICROESPOROGÉNESIS Se produce en los sacos polínicos de las anteras (microesporangios) Tenemos los microsporocitos (células madre del pole) en los que se produce la meiosis y surgen 4 microsporas de dotación n. MICROGAMETOGÉNESIS Comienza en el saco polínico y acaba en el gineceo En un principio tenemos la microspora (grano de polen), este sufre una mitosis y esta mitosis da lugar a una célula vegetativa y a una célula generativa. Sólo en la célula generativa se produce una segunda mitosis (la vegetativa se queda como está) y surgen dos núcleos espermáticos.

11 GINECEO (PISTILO) Es el verticilo más interno. Está formado por: - Hojas carpelares o carpelos (Megasporofilas) - El ovario - Los primordios seminales o MEGASPORANGIOS (óvulos). Función: realiza la megasporogénesis + megagametogénesis + fecundación. MEGASPORANGIO Está formado por varias partes: - Megasporocito-célula madre de la megaspora - Nucela: El tejido nutricio - Tegumento: Una o dos láminas - Micropilo: Es un apertura basal de los tegumentos. - Calaza: Es la zona apical. - Placenta Es la zona de la pared del ovario MEGASPOROGENESIS Se produce en los primordios seminales u óvulos, dentro del ovario. El megasporocito (célula madre de las megasporas) sufre meiosis y surgen 4 megasporas (n). El esporofito formaría estas 4 células; 3 degeneran y queda una que esa dará lugar a una megaspora (n). Esta última no degenerada tiene 3 mitosis, dando lugar al saco embrionario o gametofito femenino, (megagametofito) con 8 células. Estos 8 núcleos están distribuidos dentro del ovulo con el micrópilo y la calaza, va a determinar un polo micropilar, por donde va a entrar el tubo polínico y una zona por donde se nutre el tejido vegetal. - Tenemos 8 núcleos, en la zona micropilar tenemos el gameto femenino y las dos sinérgicas, las células a través de las cuales penetra el tubo polínico. - Tenemos las antípodas que nutren el saco embrionario, de la zona de la calaza. - Tendremos una zonas polar que forma un núcleo secundario 2n. àestructura de 8 células, el megagametofito es una evolución con 8n.

12 SACO EMBRIONARIO (MEGAGAMETOFITO) Tendremos en primer lugar: - Polo micropilar: formado por una ovocélula, gameto femenino u oosfera (se pueden llamar de 3 maneras) y por las sinérgidas laterales, que son 2. - Polo calazal: formado por las antípodas, que son 3. - Zona central: formado por los núcleos polares (que son 2) y estos se fusionan en el núcleo secundario 2n. FECUNDACIÓN 1 o ) Germinación del grano de polen: El tubo polínico está dirigido por el núcleo vegetativo. Se produce la germinación del polen por la polinización a través del estigma y se forma un tubo polínico para que llegue al ovario. Controlada por el núcleo vegetativo, gobierna la mayor parte de esa estructura de 3 núcleos. 2 o ) Penetración en el saco embrionario: Doble fecundación (angiospermas) Luego penetra al saco embrionario, entra por el micrópilo para realizar en angiospermas una doble fecundación, que da lugar a dos tejidos diferentes. Por un lado un núcleo germinativo fecunda a la ovocélula y dará lugar al embrión (zigoto 2n) Por otro lado el otro núcleo germinativo del polen fecunda la célula que se encontraba en el centro (núcleo secundario) y se forma el endospermo 3n. Por eso de habla de doble fecundación. EMBRIOGÉNESIS El embrión (2n): se forma a partir del zigoto y es como una planta en miniatura El endospermo (3n): es un tejido de reserva con función mantenida en monocotiledóneas (ej. Cereales) à Estructuras de la planta progenitora: La semilla: magasporangio o primordio seminal fecundado y diferenciado El fruto: ovario y otros tejidos carpelares